CN109455955A - 一种u型光纤探头制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种U型光纤探头制备方法，包括以下步骤：步骤一，将光纤两端固定在支架上形成U型光纤；步骤二，将U型光纤的底端浸入一次涂覆层腐蚀液中，待所述U型光纤上的涂覆层剥落后，将所述U型光纤取出，并用去离子水清洗U型光纤；步骤三，将经过步骤二处理后的U型光纤的底端浸入包层腐蚀液中，待所述U型光纤上的包层腐蚀后，将所述U型光纤取出，并用去离子水清洗U型光纤；步骤四，将经过步骤三处理后的U型光纤的底端浸入二次涂覆层腐蚀液中，待所述U型光纤上的涂覆层剥落后，将U型光纤取出，并用去离子水清洗，即得到U型光纤探头。应用本技术方案可实现U型光纤的制作工艺简单，且实现U型光纤的各种参数可控。
Description
技术领域
本发明涉及光纤传感技术领域，具体是指一种U型光纤探头制备方法。
背景技术
U型光纤探头具有结构紧凑、传输效率高、可分布式检测等优点，可应用于表面等离子体共振、荧光、拉曼等光纤传感器中，在生物医学、临床诊断、环境监测、食品安全等领域有着广阔的应用前景。
目前，U型光纤探头的制备方法主要有两种：一种是先用锋利的刀片去除涂覆层和包层，然后采用火焰加热定型；另一种是直接采用火焰加热法拉制制备。两者均可获得不同弯曲半径的U型光纤探头，但前者要求光纤的涂覆层和包层与纤芯连接不紧密，后者需要特殊的火焰，且对实验者操作技术有一定要求。这两种制备方法均具有制作难度高，成本高，且一次只能制备一根探针，重复性差的缺点。鉴于上述现有技术的不足，发明人在国家自然科学基金项目(61505057)及华侨大学中青年教师科研提升资助计划(ZQN-PY603)的资助下，发明了这项技术。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种U型光纤探头制备方法，实现U型光纤的制作工艺简单，且实现U型光纤的各种参数可控。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种U型光纤探头制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将光纤两端固定在支架上形成U型光纤，所述U型光纤上有涂覆层及包层；
步骤二，配制浓硫酸和双氧水的混合溶液作为一次涂覆层腐蚀液，将U型光纤的底端浸入所述一次涂覆层腐蚀液中，待所述U型光纤上的涂覆层剥落后，将所述U型光纤从一次涂覆层腐蚀液中取出，并用去离子水清洗U型光纤；
步骤三，配制氢氟酸溶液作为包层腐蚀液，将经过步骤二处理后的U型光纤的底端浸入所述包层腐蚀液中，待所述U型光纤上的包层腐蚀后，将所述U型光纤从包层腐蚀液中取出，并用去离子水清洗U型光纤；
步骤四，配制浓硫酸和双氧水的混合溶液作为二次涂覆层腐蚀液，将经过步骤三处理后的U型光纤的底端浸入所述二次涂覆层腐蚀液中，待所述U型光纤上的涂覆层剥落后，将所述U型光纤从二次涂覆层腐蚀液中取出，并用去离子水清洗，即得到U型光纤探头。
在一较佳的实施例中：所述U型光纤的底端依次浸入一次涂覆层腐蚀液、包层腐蚀液、二次涂覆层腐蚀液中的高度依次递增。
在一较佳的实施例中：通过改变U型光纤的底端浸入一次涂覆层腐蚀液的高度来调节U型光纤的传感区长度。
在一较佳的实施例中：通过改变所述包层腐蚀液的浓度、腐蚀时间和温度来调节U型光纤的传感区直径。
在一较佳的实施例中：所述光纤为单模光纤或多模光纤或特种石英光纤中的一种。
在一较佳的实施例中：所述一次涂覆层腐蚀液及二次涂覆层腐蚀液中的浓硫酸和双氧水的体积比范围为1:1至3:1。
相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：
本发明提供了一种U型光纤探头制备方法，该方法具有普适性，不要求涂覆层和包层与U型光纤的纤芯连接不紧密。并且，该方法操作流程固定且简便，对实验者操作技术无要求，且重复性高。本方法的可调性也很好，U型光纤探针的传感区长度和直径均可通过改变腐蚀液参数来调节，操作方便，成本较低。
附图说明
图1为本发明优选实施例中步骤一至步骤四的U型光纤的位置示意图；
图2为本发明优选实施例1及2中最后形成的U型光纤探头示意图。
具体实施方式
下文结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1
一种U型光纤探头制备方法，参考图1，包括以下步骤：
步骤一，将纤芯和包层直径分别为200μm和220μm的多模石英光纤的两端固定在支架上形成U型光纤1，所述U型光纤1上有涂覆层和包层；
步骤二，配制浓硫酸和双氧水的混合溶液作为一次涂覆层腐蚀液2，浓硫酸与双氧水的体积比在1:1至3:1之间，在本实施例中，采用的体积比为3:1。将U型光纤1的底端1.5cm高度的部分浸入所述一次涂覆层腐蚀液2中，待20min后，所述U型光纤1上的涂覆层剥落，将所述U型光纤1从一次涂覆层腐蚀液2中取出，并用去离子水清洗U型光纤1；通过改变U型光纤1的底端浸入一次涂覆层腐蚀液2的高度来调节U型光纤1的传感区长度。
步骤三，配制40％的氢氟酸溶液作为包层腐蚀液3，将经过步骤二处理后的U型光纤1底端1.8cm高度的部分浸入所述包层腐蚀液3中，待15min后，所述U型光纤1上的包层腐蚀，将所述U型光纤1从包层腐蚀液3中取出，并用去离子水清洗U型光纤1；可以通过改变所述包层腐蚀液3的浓度、腐蚀时间和温度来调节U型光纤1的传感区直径。
步骤四，配制浓硫酸和双氧水的混合溶液作为二次涂覆层腐蚀液4，将经过步骤三处理后的U型光纤1底端2cm高度的部分浸入所述二次涂覆层腐蚀液4中，浓硫酸与双氧水的体积比同样在1:1至3:1之间，在本实施例中，采用的体积比为3:1。待所述U型光纤1上过渡锥形区的涂覆层剥落后，将所述U型光纤1从二次涂覆层腐蚀液4中取出，并用去离子水清洗，即得到U型光纤1探头。
具体来说，所述U型光纤1的底端依次浸入一次涂覆层腐蚀液2、包层腐蚀液3、二次涂覆层腐蚀液4中的高度依次递增。
具体来说，所述光纤为单模光纤或多模光纤或特种石英光纤中的一种。将由此制得的U型光纤1探头在光学显微镜下观察，测得其传感区长度为9cm，传感区直径为150μm，其结果如图2左边的图所示。
实施例2
本实施例与实施例的区别在于，所述U型光纤1的底端以1.8cm的高度浸入所述一次涂覆层腐蚀液2，而后经过相同的时间及相同的步骤后所述U型光纤1的底端以2.1cm的高度浸入包层腐蚀液3中10min，再经过与实施例1相同的步骤后，所述U型光纤1的底端以2.3cm的高度浸入二次涂覆层腐蚀液4，这样制得的U型光纤1探头在光学显微镜下观察，测得其传感区长度为11cm，传感区直径为180μm，其结果如图2中右图所示。
本发明提供了一种U型光纤探头制备方法，该方法具有普适性，不要求涂覆层和包层与U型光纤1的纤芯连接不紧密。并且，该方法操作流程固定且简便，对实验者操作技术无要求，且重复性高。本方法的可调性也很好，U型光纤1探针的传感区长度和直径均可通过改变腐蚀液参数来调节，操作方便，成本较低。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (6)
1.一种U型光纤探头制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，将光纤两端固定在支架上形成U型光纤，所述U型光纤上有涂覆层及包层；
步骤二，配制浓硫酸和双氧水的混合溶液作为一次涂覆层腐蚀液，将U型光纤的底端浸入所述一次涂覆层腐蚀液中，待所述U型光纤上的涂覆层剥落后，将所述U型光纤从一次涂覆层腐蚀液中取出，并用去离子水清洗U型光纤；
步骤三，配制氢氟酸溶液作为包层腐蚀液，将经过步骤二处理后的U型光纤的底端浸入所述包层腐蚀液中，待所述U型光纤上的包层腐蚀后,将所述U型光纤从包层腐蚀液中取出，并用去离子水清洗U型光纤；
步骤四，配制浓硫酸和双氧水的混合溶液作为二次涂覆层腐蚀液，将经过步骤三处理后的U型光纤的底端浸入所述二次涂覆层腐蚀液中，待所述U型光纤上的涂覆层剥落后，将所述U型光纤从二次涂覆层腐蚀液中取出，并用去离子水清洗，即得到U型光纤探头。
2.按照权利要求1所述的U型光纤探头制备方法，其特征在于：所述U型光纤的底端依次浸入一次涂覆层腐蚀液、包层腐蚀液、二次涂覆层腐蚀液中的高度依次递增。
3.按照权利要求1所述的U型光纤探头制备方法，其特征在于：通过改变U型光纤的底端浸入一次涂覆层腐蚀液的高度来调节U型光纤的传感区长度。
4.按照权利要求1所述的U型光纤探头制备方法，其特征在于：通过改变所述包层腐蚀液的浓度、腐蚀时间和温度来调节U型光纤的传感区直径。
5.按照权利要求1所述的U型光纤探头制备方法，其特征在于：所述光纤为单模光纤或多模光纤或特种石英光纤中的一种。
6.根据权利要求1所述的U型光纤探头制备方法，其特征在于：所述一次涂覆层腐蚀液及二次涂覆层腐蚀液中的浓硫酸和双氧水的体积比范围为1:1至3:1。
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